DE19808590A1

DE19808590A1 - Humidifier for inhalation air during artificial respiration

Info

Publication number: DE19808590A1
Application number: DE19808590A
Authority: DE
Inventors: Joachim Koch
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draeger Medical GmbH
Priority date: 1998-02-28
Filing date: 1998-02-28
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2018-03-01
Also published as: US6102037A; DE19808590C2

Abstract

The humidifier for the air to be inhaled during artificial respiration has a dosing unit (3,10). The dosing unit (3,10) moistens the air to a given relative humidity at a given air temperature by a timed water delivery according to the volume of inhalation air passed through the evaporator (4). The evaporator (4) is structured to prepare steam at a temperature of \-134 deg C, to be mixed with the inhalation air and also heat it to the required air temp. for inhalation. The evaporator (4) has an enclosed interior between the entry (E) and outlet (A), filled wholly or partially with a porous sintered material (6) or copper wool. A thermal insulation (8) is between the evaporator outlet (A) and the inhalation air channel (5). The pump (3,10), forming the dosing unit, reverses the flow of a given vol. of water from the evaporator (4) during breaks in the inhalation air flow. The water delivery into the evaporator (4) is accelerated at the start of the air flow. The pump is a hose pump (3,10) with an adjustable running speed. The flexible hose has one end connected to a sterile water reservoir (1) and the other end is linked to the entry (E) into the evaporator (4). The control system (11) operates the dosing pump (3,10) and the heater (7) for the evaporator (4) to meet the nominal values for the inhalation air temperature or relative air humidity according to the signals corresponding to actual values. A sensor (91) registers the actual inhalation air temp., and a further sensor (9) monitors the actual inhalation air humidity, both linked to the control (11). The control adjusts the fed water vol. (MD) per time unit, on a deviation of the measured actual air temp. (TLi) from the nominal air temperature (TLs) through the expression MD(nominal)=MD(actual) \* (TLs-TO)\*(TD-TLi) \/ (TD-TLs) \* (TLi-TO) where TO is the actual temperature before humidifying, and TD the steam temperature known by the control (1).

Description

Während der künstlichen Beatmung von Erwachsenen und Neugebore nen wird die natürliche Erwärmung und Befeuchtung des Atemgases innerhalb der oberen Atemwege (Nase, Rachen, Bronchien) durch einen Beatmungsschlauch (Tubus) überbrückt. Die heutigen Beat mungsgeräte liefern selbst nur trockene und kalte Luft bzw. ein trockenes und kaltes Sauerstoff-Luftgemisch. Der Patient würde bei einer dauerhaften maschinellen Beatmung austrocknen. Bei den Früh- und Neugeborenen kommt noch hinzu, daß diese Patienten durch die damit verbundene Verdunstungsleistung in ihrer Wärme bilanz stark beeinflußt werden und auskühlen können.During artificial ventilation in adults and newborns Natural warming and humidification of the breathing gas through the upper airways (nose, throat, bronchial tubes) bridges a breathing tube. Today's beat air handling units themselves only supply dry and cold air dry and cold oxygen-air mixture. The patient would dry out with permanent mechanical ventilation. Both In addition, premature and newborn babies are added to these patients through the associated evaporation performance in their heat balance can be greatly influenced and can cool down.

Weiterhin kommt erschwerend hinzu, daß die natürliche bakteriel le Schutzfunktion der oberen Atemwege ausgeschaltet ist. Keime, die sich in den Beatmungsschläuchen befinden, würden ungehindert direkt in die Lunge gefördert werden, was gerade bei den in ihren Abwehrsystemen eingeschränkten, kranken Patienten zu le bensbedrohlichen Zuständen führen kann.Another complicating factor is that the natural bacteria le protective function of the upper respiratory tract is switched off. Germs, that are in the breathing tubes would be unhindered directly into the lungs, which is especially their immune systems, sick patients can lead to life-threatening conditions.

Deshalb kommt der hygienischen Aufbereitung der Atemwege durch einen Atemluftbefeuchter (Beatmungsanfeuchter) eine hohe Bedeu tung zu.That is why the hygienic preparation of the airways comes through a humidifier (respiratory humidifier) is of great importance tion to.

Heute im allgemeinen verwendete Beatmungsanfeuchter (wie zum Beispiel in der DE 195 08 803 A1 beschrieben) benutzen eine Be feuchtungskammer, in der erwärmtes Wasser auf einer großen Ober fläche verteilt wird. Über diese Oberfläche wird das Atemgas geleitet. Während des Kontaktes mit dem Wasser wird das Atemgas erwärmt und befeuchtet. Dieses System bleibt nicht steril, weil es sowohl mit der Umgebungsluft als auch mit zurücklaufendem Kondenswasser des Inspirationsschlauches in Verbindung steht. Außerdem hat dieses System eine zu große Compliance, was den Einsatz gerade bei Früh- und Neugeborenen erschwert. Dem Wunsch nach einer Integration des Beatmungsanfeuchters in das Beat mungsgerät steht die Größe der Befeuchtungskammer entgegen, ebenso seine lageabhängige Funktion.Respiratory humidifiers commonly used today (such as Example described in DE 195 08 803 A1) use a Be humidity chamber, in which heated water on a large upper area is distributed. The breathing gas is over this surface headed. During contact with the water, the breathing gas warmed and moistened. This system does not remain sterile because it with both the ambient air and the returning Condensation water from the inspiration hose is connected. In addition, this system has too much compliance, which the Use particularly difficult for premature and newborn babies. The desire after the humidifier has been integrated into the beat device is opposed to the size of the humidification chamber, also its position-dependent function.

Der in der DE 196 21 541 C1 beschriebene Beatmungsanfeuchter weist einen Membrananfeuchter mit einem Hohlfasermodul auf, der die gewünschte Sterilität des Wassers über lange Zeit erhält und auch nur eine sehr kleine Baugröße hat. Nachteilig ist, daß der Beatmungswiderstand nicht zu vernachlässigen ist; er liegt bei 2 mbar bei einer Atemgasströmung von 60 l/min. Der Beatmungs widerstand ist besonders in dem Fall von Bedeutung, wenn das Beatmungsgerät versagt und der Patient spontan über eine Not beatmungseinrichtung versorgt werden muß. Zu hohe Atemwiderstän de können von dem Patienten nicht überbrückt werden. Ein weite rer Nachteil dieses Beatmungsanfeuchters ist, daß das Hohlfaser modul auf der Beatmungsgasseite eine feuchte Oberfläche hat, die nach einiger Zeit verkeimen kann. Deshalb müssen diese Beat mungsmodule regelmäßig gereinigt und sterilisiert oder komplett als Einwegteile ausgetauscht werden. Das führt bei diesen Syste men zu entsprechend hohen Betriebskosten.The respiratory humidifier described in DE 196 21 541 C1 has a membrane humidifier with a hollow fiber module that maintains the desired sterility of the water for a long time and even has a very small size. The disadvantage is that the Ventilation resistance should not be neglected; it is included 2 mbar with a breathing gas flow of 60 l / min. The ventilation resistance is particularly important in the event that The ventilator fails and the patient spontaneously experiences an emergency ventilation device must be supplied. Breathing resistance too high de cannot be bridged by the patient. A wide one The disadvantage of this ventilator is that the hollow fiber module on the ventilation gas side has a damp surface that can germinate after some time. That's why this beat modules regularly cleaned and sterilized or completely can be replaced as disposable parts. This leads to these systems high operating costs.

Eine weitere Möglichkeit, das Atemgas zu befeuchten, ist in der DE 43 03 645 C2 beschrieben. Dabei wird ein gesintertes Material in ein Wasserbad mit konstantem Wasserniveau gestellt und be heizt. Das Atemgas streicht an dem Sintermaterial vorbei, er wärmt sich und wird angefeuchtet. Dieses System ist für die An feuchtung bei der Insufflation vorgesehen, wobei die Atemgas strömung konstant ist. Es ist für die Beatmung nicht geeignet, weil sich die Feuchte und Temperatur nicht unabhängig vonein ander regeln lassen. Der Atemwiderstand und die Compliance sind zu groß. Außerdem ist es in hygienischer Sicht ein offenes Sy stem, sowohl von der Wasserversorgungsseite her (mit einer Schwimmerkammer, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht) als auch von der Atemgasseite her. Die gesinterte Oberfläche kann während des Stillstandes der Beatmung sehr schnell verkei men. Die Betriebstemperatur ist sogar günstig für die Bildung von Keimen, und das Sintermaterial ist mit seinen kleinen Poren besonders aufnahmefähig für Keime.Another way to humidify the breathing gas is in the DE 43 03 645 C2. This creates a sintered material placed in a water bath with constant water level and be heats. The breathing gas sweeps past the sintered material, he warms up and is moistened. This system is for the An Moisture provided during insufflation, the breathing gas flow is constant. It is not suitable for ventilation because the humidity and temperature are not independent let others settle. The breathing resistance and compliance are too large. It is also an open sy in terms of hygiene stem, both from the water supply side (with a Float chamber that communicates with the ambient air) as well as from the breathing gas side. The sintered surface can change very quickly while the ventilation is stopped men. The operating temperature is even favorable for education of germs, and the sintered material is with its small pores particularly receptive to germs.

Ein weiterer Beatmungsanfeuchter ist aus der DE-PS 27 02 674 bekannt, bei dem in einer Verdampferkammer Wasser verkocht und das mit Wasserdampf gesättigte Atemgas einem Überhitzer zuge führt wird, der von der Atemgastemperatur des Patientensystems geregelt wird. Die Wasserversorgung ist nicht steril von der Außenluft getrennt. Die Verdampferkammer und der Überhitzer sind direkt im Atemgassystem und müssen deshalb bei einem Patienten wechsel gereinigt und sterilisiert werden. Der Aufbau ist ent sprechend komplex. Eine Anwendung in Beatmungsgeräten hat sich auch nicht durchgesetzt.Another respiratory humidifier is from DE-PS 27 02 674 known in which water boils in an evaporator chamber and the breathing gas saturated with water vapor is supplied to a superheater is led by the breathing gas temperature of the patient system is regulated. The water supply is not sterile by the Outside air separated. The evaporator chamber and the superheater are directly in the breathing gas system and must therefore be used in a patient be cleaned and sterilized. The structure is ent talking complex. There has been an application in ventilators not enforced either.

Ein weiterer bekannter Beatmungsanfeuchter (siehe DE 43 12 793 C2) verwendet eine beheizte Verdampferkammer, der über eine Injektionsnadel Wasser zugeführt wird. Die Verdampferkammer wird auf einer Temperatur von etwa 120°C gehalten.Another known respiratory humidifier (see DE 43 12 793 C2) uses a heated evaporator chamber that has a Injection needle water is supplied. The evaporator chamber will kept at a temperature of about 120 ° C.

Aus der DE-AS 25 16 496 ist: ein Beatmungsanfeuchter bekannt, der in der Praxis den Nachteil hat, daß er auf eine konstante Ver dunstungsleistung eingestellt wird und ungeregelt arbeitet. Dadurch erwärmt er das Atemgas unterschiedlich stark an, je nach dem vorhandenen Durchfluß. Die Anfeuchtung des Atemgases ist ebenfalls ungeregelt, sie ergibt sich aus der eingestellten Heizleistung und dem Durchfluß. Entweder ist das Atemgas über sättigt mit entsprechender Auskondensation in den dafür vorhan denen Kondensatbehälter, oder das Atemgas ist ungenügend be feuchtet.From DE-AS 25 16 496: a respiratory humidifier is known, the in practice has the disadvantage that it has a constant Ver Evaporation power is set and works uncontrolled. As a result, he heats up the breathing gas to different extents, depending on the existing flow. The humidification of the breathing gas is also unregulated, it results from the set Heating power and flow. Either the breathing gas is over saturates with appropriate condensation in the available which condensate container, or the breathing gas is insufficient damp.

Eine ganz andere Verfahrensweise ist, das zur Befeuchtung benö tigte Wasser direkt mit einer Pumpe zu dosieren und in einer Heizkammer zu verdampfen (siehe exemplarisch die EP 0 716 861 A1, die eine Schlauchpumpe und eine Kammer für die Verdunstung von Narkosemitteln zeigt). Derartige Geräte sind zwar technisch aufwendiger, weil sie die Wassermenge proportional zu der Atem gasströmung aktiv dosieren müssen, können jedoch sehr klein gestaltet werden und erzeugen im allgemeinen keinen zusätzlichen Atemgaswiderstand.A completely different procedure is that used for moistening dosed water directly with a pump and in one To evaporate the heating chamber (see for example EP 0 716 861 A1, which is a peristaltic pump and an evaporation chamber of anesthetics). Such devices are technical more elaborate because it is the amount of water proportional to the breath gas flow must be metered actively, but can be very small are designed and generally produce no additional Breathing gas resistance.

Die DE 41 16 512 A1 schließlich beschreibt einen Narkosemittel verdampfer, bei dem das Atemgas durch ein beheiztes, poröses Sintermaterial hindurchströmt. Der Narkosemittelverdampfer wür de, wenn er als Beatmungsanfeuchter eingesetzt wird, das Atemgas erwärmen und befeuchten. Bei dieser Anordnung ist eine getrennte Beheizung und Befeuchtung des Atemgases jedoch nicht möglich. Außerdem würde das Atemgas direkt mit der Flüssigkeit in Berüh rung kommen, was zu Problemen hinsichtlich der Sterilität führen könnte.Finally, DE 41 16 512 A1 describes an anesthetic vaporizer, in which the breathing gas is heated by a porous Sinter material flows through. The anesthetic vaporizer de when used as a respiratory humidifier, the breathing gas heat and moisturize. This arrangement is a separate one However, heating and humidifying the breathing gas is not possible. In addition, the breathing gas would be directly in liquid with the liquid tion, which lead to problems regarding sterility could.

Zur Vervollständigung der Hintergrundinformation ist die Ver wendung von passiven künstlichen Nasen (HME: Heat and Moisture Exchangers) zu nennen, die die überbrückte Funktion der natür lichen oberen Atemwege übernehmen (siehe die DE 41 30 724 A1). Diese HMEs werden notwendigerweise an das Y-Stück des Beatmungs schlauchsystems, also an die Verbindung des Tubus, adaptiert. Während der Ausatmung des Patienten wird die warme und feuchte Luft in einem Feuchte- und Wärmeaustauscher gespeichert und während der Inspiration wieder abgegeben. Durch verbesserte Materialien der Tauschoberfläche konnten die Wirkungsgrade der artiger Systeme in den letzten Jahren deutlich verbessert wer den. Dadurch sind diese Systeme bei der Langzeitbeatmung von Erwachsenen immer mehr im Einsatz. Der technische Aufwand ist gering. Es handelt sich im allgemeinen um Einmalsysteme, die regelmäßig ausgetauscht und durch neue ersetzt werden. Dennoch reicht die Anfeuchtungs- und Wärmeleitung der Systeme für beson ders kranke Patienten nicht aus. Deshalb gibt es Entwicklungen, dieses passive System durch eine aktive Anfeuchtung und Erwär mung zu verbessern (siehe auch exemplarisch die EP 0 567 158 A2), was jedoch wieder technisch aufwendig ist und dazu führt, daß zum Patienten viele Kabel und Schläuche gelegt werden müs sen. To complete the background information, Ver Passive artificial noses (HME: Heat and Moisture Exchangers) to name the bridged function of the natural Lichen upper airways take over (see DE 41 30 724 A1). These HMEs are necessarily attached to the Y-piece of ventilation hose system, i.e. adapted to the connection of the tube. During the patient's exhalation, the warm and moist Air is stored in a moisture and heat exchanger and released during inspiration. Through improved Exchange surface materials could reduce the efficiency of the like systems have significantly improved in recent years the. This makes these systems suitable for long-term ventilation from Adults more and more in use. The technical effort is low. It is generally a one-time system that replaced regularly and replaced with new ones. Yet the humidification and heat conduction of the systems is sufficient not sick patients. So there are developments this passive system through active humidification and heating improvement (see also, for example, EP 0 567 158 A2), which, however, is again technically complex and leads to that a lot of cables and hoses have to be laid to the patient sen.

Diese künstlichen Nasen haben einen weiteren gravierenden sy stemimmanenten Nachteil: Der Atemwiderstand ist sehr hoch. Au ßerdem kommt noch erschwerend hinzu, daß die Systeme durch die Aspiration des Patienten sehr schnell verschmutzen und sich dann zusetzen. Bei vielen Beatmungsmodi kann das Zusetzen der künst lichen Nase nicht von der Überwachungseinrichtung erfaßt werden, so daß solche Systeme den Patienten in eine gefährliche Situa tion bringen können, wenn nicht direkt der Lungeninnendruck (oder Ösophagusdruck) gemessen wird. Derartige Messungen werden jedoch als invasive Messungen in der Praxis heute nicht akzep tiert und widersprechen auch der Suche nach einem einfachen System.These artificial noses have another serious sy inherent disadvantage: the breathing resistance is very high. Au In addition, the fact that the systems are affected by the Aspirate the patient very quickly and then get dirty clog. In many ventilation modes, the clogging of the art the nose cannot be detected by the monitoring device, so that such systems put the patient in a dangerous situation tion, if not directly the inner lung pressure (or esophageal pressure) is measured. Such measurements will be however, as an invasive measurement in practice not acceptable today and contradict the search for a simple one System.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Beatmungsanfeuchter zu schaffen, der einfach im Aufbau ist, kostengünstig hergestellt werden kann und von seinem Konzept her eine unabhängige Regelung der Atemgastemperatur und der relativen Atemgasfeuchtigkeit gestattet.It is an object of the invention to provide a respiratory humidifier create that is simple in construction, manufactured inexpensively can be an independent regulation in terms of its concept the breathing gas temperature and the relative breathing gas humidity allowed.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Beatmungsanfeuchter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is solved by using a ventilation humidifier the features of claim 1. Advantageous refinements result from the subclaims.

Der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter hat eine Dosiereinrich tung und einen elektrisch beheizten Verdampfer, der an seiner Eingangsseite mit der Dosiereinrichtung in Verbindung steht und der an seiner Ausgangsseite mit einem von Atemgas durchström baren Atemgaskanal in Verbindung steht oder verbindbar ist. Die Dosiereinrichtung ist dazu eingerichtet, die zur Befeuchtung des Atemgases auf eine vorgegebene relative Atemgasfeuchtigkeit bei einer vorgegebenen Atemgastemperatur erforderliche Wassermenge pro Zeiteinheit dem Verdampfer zuzuführen. Diese Wassermenge pro Zeiteinheit hängt von der pro Zeiteinheit durchströmenden Atem gasmenge ab, wobei grundsätzlich ein linearer Zusammenhang be steht. Der Verdampfer ist dazu eingerichtet, Wasserdampf mit einer Temperatur oberhalb von 134°C bereitzustellen, der bei Mi schung mit dem anzufeuchtenden Atemgas das Atemgas auf die vor gegebene Atemgastemperatur erwärmt.The respiratory humidifier according to the invention has a dosing device device and an electrically heated evaporator, which is attached to its Input side is connected to the metering device and which flows through with breathing gas on its exit side Breathable gas channel is connected or can be connected. The Dosing device is set up to moisten the Breathing gas to a predetermined relative breathing gas humidity a required amount of water required to be fed to the evaporator per unit of time. This amount of water per Time unit depends on the breath flowing through per time unit amount of gas, whereby basically a linear relationship be stands. The evaporator is set up to use water vapor to provide a temperature above 134 ° C, which at Mi with the breathing gas to be humidified, the breathing gas to the front given breathing gas temperature warmed.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters ist ein fach, was eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Die Atem gastemperatur und die relative Atemgasfeuchtigkeit können un abhängig voneinander eingestellt werden. Und zwar wird die rela tive Atemgasfeuchtigkeit durch die Wassermenge bestimmt, die pro Zeiteinheit in den Verdampfer gelangt und demnach pro Zeitein heit verdampft und dem Atemgasstrom zugeführt wird. Als Bezugs temperatur für die relative Atemgasfeuchtigkeit dient die ge wünschte Atemgastemperatur, die durch Mischen des anzufeuchten den Atemgases mit dem aus dem Verdampfer austretenden heißen Wasserdampf eingestellt wird. Die Temperatur des Wasserdampfs muß dafür ausreichend hoch sein, nämlich höher als 134°C, und läßt sich über die Heizung des Verdampfers einstellen. Weiter unten wird ein Beispiel für eine thermodynamische Berechnung angegeben, das diese Zusammenhänge verdeutlicht. Da bei den vorbekannten Beatmungsanfeuchtern der Wasserdampf eine maximale Temperatur von nur 120°C erreicht, läßt sich damit das erfin dungsgemäße Konzept nicht realisieren.The structure of the respiratory humidifier according to the invention is a fold, which enables inexpensive production. The breath gas temperature and the relative breathing gas humidity can un can be set depending on each other. The rela tive breathing gas humidity determined by the amount of water, the pro Unit of time gets into the evaporator and therefore per time evaporated and fed to the respiratory gas stream. As a reference The temperature serves for the relative breathing gas humidity desired breathing gas temperature by mixing the moisten the breathing gas with the hot one emerging from the evaporator Water vapor is set. The temperature of the water vapor must be sufficiently high for this, namely higher than 134 ° C, and can be adjusted by heating the evaporator. Further below is an example of a thermodynamic calculation indicated that clarifies these relationships. There with the previously known respiratory humidifiers the water vapor a maximum Temperature of only 120 ° C reached, the invented not implement the concept according to the invention.

Der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter läßt sich ohne großen Aufwand so gestalten, daß er ein hohes Maß an Hygiene gewährlei stet. Zum Beispiel ist ein Aufbau des Beatmungsanfeuchters mit beispielsweise einer Schlauchpumpe (siehe unten) als Dosierein richtung und dem nachgeschalteten Verdampfer zur Umgebung abge schlossen. Dann können Keime nicht in den als Wasserreservoir dienenden Sterilwasserbehälter und den flexiblen Schlauch der Schlauchpumpe eintreten. Nur während des Stillstandes des Beat mungsanfeuchters im kalten Zustand könnten Keime in die Öffnung zum Beatmungssystem gelangen. Sobald der Beatmungsanfeuchter jedoch wieder beheizt wird, werden alle Keime durch die hohe Heizungstemperatur, die in allen Betriebszuständen über 134°C liegt, abgetötet. (Die Hygienevorschriften für die Dampfsterili sation besagen, daß eine allgemein und gesetzlich akzeptierte Keimreduzierung erreicht wird, wenn die Keime einer Temperatur von 134°C für drei Minuten ausgesetzt sind).The respiratory humidifier according to the invention can be used without much Design the effort so that it guarantees a high level of hygiene continuous For example, a construction of the ventilation humidifier is included for example a peristaltic pump (see below) as a dosing unit direction and the downstream evaporator to the environment closed. Then germs cannot enter the water reservoir serving sterile water container and the flexible hose of the Enter the peristaltic pump. Only while the beat is at a standstill humidifier in the cold state could germs in the opening get to the ventilation system. As soon as the respirator However, when it is heated again, all germs are exposed to the high Heating temperature that in all operating conditions above 134 ° C lies, killed. (The hygiene regulations for steam sterilization state that a generally and legally accepted Germ reduction is achieved when the germs reach a temperature of 134 ° C for three minutes).

In einer bevorzugten Ausführungsform des Beatmungsanfeuchters weist der Verdampfer einen bis auf eine Einlaßöffnung an seiner Eingangsseite und eine Auslaßöffnung an seiner Ausgangsseite ge schlossenen Innenraum auf, der teilweise oder vollständig mit einem porösen Material gefüllt ist. Die geschlossene Bauweise ist aus hygienischen Gründen vorteilhaft, während die Füllung mit porösem Material zu einer gleichmäßigen Dampferzeugung führt, weil dem sogenannten Leidenfrost-Effekt vorgebeugt wird.In a preferred embodiment of the respiratory humidifier the evaporator has one except for an inlet opening on it Input side and an outlet opening on its output side ge closed interior, which is partly or completely with is filled with a porous material. The closed design is beneficial for hygienic reasons while filling with porous material for even steam generation leads because the so-called suffering frost effect is prevented.

Der Leidenfrost-Effekt tritt bei der Verdampfung von Wasser auf heißen Oberflächen auf. Dabei wird unterhalb eines Wassertrop fens Dampf gebildet, der den Wassertropfen trägt und ihn vor der weiteren Wärmezufuhr isoliert, so daß er auf der Oberfläche über längere Zeit schwebt. Dieser Effekt kann sehr störend wirken, weil die Verdampfung dadurch zeitlich verzögert werden kann und nicht gleichmäßig erfolgt. Eine einem Verdampfer mit einer Ober flächentemperatur von über 100°C zugeführte Wassermenge würde pulsationsartig verdampfen, zum Teil durch Zischgeräusche be gleitet. Bei dem aus der DE 43 12 793 C2 bekannten Beatmungsan feuchter wird diesem Problem mit Hilfe einer dünnen Kanüle ent gegengewirkt. Diese Kanüle kann jedoch leicht verstopfen, außer dem bilden sich auch am Austritt der Kanüle wieder kleine Tröpf chen, die ungleichmäßig verdampfen.The Leidenfrost effect occurs when water evaporates hot surfaces. It is below a drop of water fens vapor is formed, which carries the water drop and it in front of the further heat supply insulated so that it over the surface floats for a long time. This effect can be very annoying because the evaporation can be delayed and not done evenly. An evaporator with an upper surface temperature of more than 100 ° C would supply water Vaporizing in a pulsating manner, partly through hissing noises slides. In the ventilation device known from DE 43 12 793 C2 This problem is solved with a thin cannula counteracted. However, this cannula can easily clog unless small droplets form again at the outlet of the cannula that evaporate unevenly.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Leiden frost-Problem durch die Verwendung einer sehr großen Oberfläche gelöst, auf die das Wasser direkt unterhalb der Verdampfungs temperatur (100°C) geleitet wird. Das ist mit verschiedenen Materialien möglich, die eine große Oberfläche bereitstellen. Besonders geeignete Materialien dafür sind Glassinter, Keramik sinter, Stahlsinter, Kupfersinter, Messingsinter oder auch Kup ferwolle. Obwohl Glas-, Keramik- und nichtrostender Stahlsinter keine gute Wärmeleitung besitzen, eignen sich diese Materialien deshalb besonders, weil sie antikorrosiv sind. Die schlechte Wärmeleitung kommt dem Temperaturgradienten in dem Verdampfer zugute; somit läßt sich an der Eingangsseite das kalte Wasser zuführen bei einer Temperatur zwischen der Raumtemperatur und max. 99°C, ohne daß es verdampft, und auf der Ausgangsseite läßt sich der überhitzte Dampf mit z. B. 140°C bis 300°C abführen, ohne daß er Kondensat oder Aerosole mit sich führt.In the preferred embodiment of the invention is suffering frost problem due to the use of a very large surface solved, on which the water just below the evaporation temperature (100 ° C) is passed. That is with different Materials possible that provide a large surface. Particularly suitable materials for this are glass sinter, ceramics sinter, steel sinter, copper sinter, brass sinter or copper wool. Although glass, ceramic and stainless steel sinter these materials are not suitable for good heat conduction especially because they are anti-corrosive. The bad one Thermal conduction comes from the temperature gradient in the evaporator benefit; This means that the cold water can be drawn in on the inlet side feed at a temperature between room temperature and Max. 99 ° C without it evaporating and leaving on the output side the superheated steam with z. B. dissipate 140 ° C to 300 ° C without that it carries condensate or aerosols with it.

Vorzugsweise ist zwischen der Ausgangsseite des Verdampfers und dem Atemgaskanal eine thermische Isolierung vorgesehen. Der Verdampfer des Beatmungsanfeuchters wird nämlich ständig auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten, die im normalen Arbeits bereich des Beatmungsanfeuchters zwischen 140 und 300°C liegt, je nach relativer Feuchtigkeit und Temperatur des Atemgases. Da die Austrittsöffnung des Verdampfers vorzugsweise in den Atem gaskanal des Atemsystem hineinragt, würde beim Fehlen einer thermischen Isolierung durch diese Verbindung und die Heizung eine nicht unwesentliche Wärmemenge auf das Atemsystem übertra gen werden. Auch ohne Zufuhr und Verdampfung von Wasser würde sich so das trockene Atemgas erwärmen, und eine unabhängige Einstellung der Atemgastemperatur und der relativen Atemgas feuchtigkeit wäre schwieriger. Durch die thermische Isolierung zwischen der Ausgangsseite des Verdampfers und dem Atemgaskanal wird die Wärmeleitung zwischen beiden Elementen deutlich redu ziert. Nur die Austrittsöffnung des Verdampfers ragt in das Atemsystem hinein. Sobald jedoch kein Wasser mehr verdampft wird, tritt aus dieser Öffnung fast keine Wärme mehr aus. Es bleiben nur noch geringe, konvektive Wärmeanteile übrig, die im normalen Betrieb zu vernachlässigen sind.Is preferably between the outlet side of the evaporator and thermal insulation is provided in the breathing gas channel. Of the The evaporator of the respirator is constantly on a given temperature kept in normal work range of the humidifier is between 140 and 300 ° C, depending on the relative humidity and temperature of the breathing gas. There the outlet opening of the evaporator preferably into the breath gas channel of the breathing system would protrude in the absence of one thermal insulation through this connection and the heating transfer a not insignificant amount of heat to the breathing system be. Even without the supply and evaporation of water the dry breathing gas warms up, and an independent one Adjustment of the breathing gas temperature and the relative breathing gas moisture would be more difficult. Thanks to the thermal insulation between the outlet side of the evaporator and the breathing gas channel the heat conduction between the two elements is significantly reduced graces. Only the outlet opening of the evaporator protrudes into that Breathing system into it. However, as soon as no more water evaporates almost no heat escapes from this opening. It only a small amount of convective heat is left normal operation can be neglected.

Vorzugsweise weist die Dosiereinrichtung eine Dosierpumpe auf. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beat mungsanfeuchter weist die Dosierpumpe eine Schlauchpumpe auf, deren Laufgeschwindigkeit einstellbar ist und die mit einem flexiblen Schlauch in Wirkverbindung steht, der mit seinem einen Ende mit einem Wasserreservoir verbunden oder verbindbar ist und der mit seinem anderen Ende mit der Eingangsseite des Verdamp fers in Verbindung steht.The metering device preferably has a metering pump. In a preferred embodiment of the beat according to the invention humidifier, the dosing pump has a peristaltic pump, whose running speed is adjustable and the one flexible hose is in operative connection with its one End is connected or connectable to a water reservoir and the other end of which is the inlet side of the evaporator he is connected.

Ein derartig gestalteter Beatmungsanfeuchter hat praktisch keine Verbrauchsteile mehr, bis auf das zum Betrieb notwendige Wasser. Vorzugsweise erfolgt die Versorgung mit sterilem, mineralfreien Wasser über einen flexiblen, handelsüblichen Beutel (Infu sionsbeutel), der vorzugsweise über ein handelsübliches Infu sionsbesteck mit dem Beatmungsanfeuchter verbunden wird. Zwi schen dem Beutel und dem Verdampfer befindet sich die Dosier pumpe (Schlauch- oder Peristaltikpumpe), durch die der flexible Schlauch gelegt ist. Einem etwaigen Verschleiß des Schlauches durch die Schlauchpumpe kann dadurch entgegengewirkt werden, daß der Schlauch nach Entleerung des Beutels ausgewechselt wird. Dieses Anfeuchtungsprinzip erfordert systembedingt nur geringe Betriebskosten, die sich nur aus den reinen Wasserkosten inklu sive den Verpackungskosten ergeben.Such a humidifier has practically none Consumable parts more, except for the water necessary for operation. The supply is preferably made of sterile, mineral-free Water over a flexible, commercially available bag (Infu sions bag), which is preferably a commercially available Infu sion set is connected to the respiratory humidifier. Two The dosing is located between the bag and the evaporator pump (peristaltic or peristaltic pump) through which the flexible Hose is laid. Possible wear of the hose can be counteracted by the hose pump that the tube is replaced after the bag has been emptied. This moistening principle requires only a small amount due to the system Operating costs, which only consist of the pure water costs incl sive the packaging costs.

Die Schlauchpumpe kann für eine Lebensdauer hergestellt werden, die der Lebensdauer des Beatmungsanfeuchters entspricht. Das gleiche gilt für die Heizung des Verdampfers, die praktisch keine Verschleißteile hat.The peristaltic pump can be made for a lifetime which corresponds to the lifespan of the respirator. The same goes for heating the evaporator, which is practical has no wearing parts.

Vorzugsweise ist die Dosierpumpe dazu eingerichtet, bei Unter brechung der Strömung des Atemgases zur Förderung einer vorgege benen Wassermenge aus dem Verdampfer rückwärts zu laufen. Die Dosierpumpe kann auch dazu eingerichtet sein, bei Beginn der Strömung des Atemgases zur Förderung einer vorgegebenen zusätz lichen Wassermenge in den Verdampfer schneller zu laufen.Preferably, the metering pump is set up at Unter breaking the flow of breathing gas to promote a pre- amount of water from the evaporator to run backwards. The Dosing pump can also be set up at the start of Flow of breathing gas to promote a given additional amount of water in the evaporator to run faster.

In dem Verdampfer befindet sich nämlich, je nach Größe der Kon struktion, eine gewisse Menge Wasser auf der kalten Seite des Systems. Bei Unterbrechung der Atemgasströmung mit entsprechen der Unterbrechung der Wasserzufuhr zu dem Verdampfer würde ein Teil dieser Wassermenge jedoch noch weiter verdampfen, weil sich z. B. das Gehäuse und das Sintermaterial des Verdampfers auf einer hohen Temperatur befinden und noch viel Wärme gespeichert ist. Dies würde zu einem Nachlauf der Verdampfung führen, was unerwünscht sein kann. Zum Beispiel würde dieser Wasserdampf noch in das Atemsystem geleitet werden und dort auskondensieren. Erst bei der Wiederkehr der Atemgasströmung würde diese Wasser menge wieder von Atemgas aufgenommen werden.Depending on the size of the con is in the evaporator structure, a certain amount of water on the cold side of the Systems. If the respiratory gas flow is interrupted, correspond with the interruption of the water supply to the evaporator would occur However, part of this amount of water evaporate further because e.g. B. the housing and the sintered material of the evaporator high temperature and still a lot of heat stored is. This would lead to a wake of the evaporation what can be undesirable. For example, this would be water vapor still be led into the breathing system and condense there. Only when the respiratory gas flow returns would this water become water amount of breathing gas is absorbed again.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Problem dadurch gelöst, daß die Dosierpumpe beim Stillstand der Atemgasströmung um einen einstellbaren Betrag rückwärts läuft und das Restwasser aus dem Verdampfer zurückpumpt. Damit wird dem Verdampfer der größte Teil der Wassermenge entzogen, und es kann nur noch der Teil des Wassers in das Atemsystem gelangen, der sich schon als Dampf im Überhitzer (also im Bereich der Ausgangsseite des Verdampfers) befindet. Dadurch wird die Dyna mik des Beatmungsanfeuchters verbessert, und zum Beispiel das bei allen Beatmungsanfeuchtern gefürchtete Überschwingen der Temperatur nach Stillstand der Atemgasströmung wird vermieden.In the preferred embodiment of the invention, this is Problem solved in that the metering pump when the Breathing gas flow runs backwards by an adjustable amount and pumps the residual water back out of the evaporator. So that will most of the water is removed from the evaporator, and it only part of the water can get into the breathing system, which is already a vapor in the superheater (i.e. in the area of Outlet side of the evaporator). This will make the Dyna Mik of the respiratory humidifier improved, and for example that feared overshoot of all respiratory humidifiers The temperature after the breathing gas flow stops is avoided.

In ähnlicher Weise kann der Beatmungsanfeuchter schneller auf eine höhere Temperatur gebracht werden, indem die Dosierpumpe für eine kurze Zeit etwas mehr Wasser fördert, als es die Was serbilanz erfordert.Similarly, the respirator can open faster a higher temperature can be brought up by the dosing pump for a short time, a little more water than what balance sheet required.

Grundsätzlich könnte der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter ohne eine Überwachung der Atemgastemperatur und/oder der relati ven Atemgasfeuchtigkeit betrieben werden. Wenn die pro Zeitein heit durchströmende Atemgasmenge und die Anfangstemperatur und die Anfangsfeuchtigkeit des Atemgases bekannt sind, können näm lich die Laufgeschwindigkeit der Dosiereinrichtung und die Heiz leistung des Verdampfers so eingestellt werden, daß sich die ge wünschte relative Atemgasfeuchtigkeit und die gewünschte Atem gastemperatur ergeben. In einer bevorzugten Ausführungsform wird aber eine zuverlässigere und einfachere Betriebsweise des Beat mungsanfeuchters durch eine Steuer- und Regeleinrichtung er reicht, die dazu eingerichtet ist, die Dosiereinrichtung und die Heizung des Verdampfers in Antwort auf Vorgaben für die Soll werte der Atemgastemperatur und/oder der relativen Atemgasfeuch tigkeit und auf Signale für die Istwerte der Atemgastemperatur und/oder der relativen Atemgasfeuchtigkeit zu steuern. Vorzugs weise sind ein mit der Steuer- und Regeleinrichtung verbundener Temperatursensor zur Erfassung des Istwertes der Atemgastempe ratur und ein mit der Steuer- und Regeleinrichtung verbundener Feuchtesensor zur Erfassung des Istwertes der relativen Atem gasfeuchtigkeit vorgesehen.In principle, the respiratory humidifier according to the invention could without monitoring the gas temperature and / or the relati ven breathing gas humidity can be operated. If they are per time quantity of breathing gas flowing through and the initial temperature and the initial humidity of the breathing gas are known, näm Lich the running speed of the dosing device and the heating power of the evaporator can be set so that the ge desired relative breathing gas humidity and the desired breath result in gas temperature. In a preferred embodiment but a more reliable and easier way of operating the beat humidification by a control and regulating device is enough, which is set up the dosing device and Heating the evaporator in response to specifications for the target values of the breathing gas temperature and / or the relative breathing gas humidity and signals for the actual values of the breathing gas temperature and / or to control the relative breathing gas humidity. Preferential wise are connected to the control and regulating device Temperature sensor for recording the actual value of the breathing gas temperature rature and one connected to the control and regulating device Moisture sensor to record the actual value of the relative breath provided gas humidity.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen inIn the following, the invention will be explained in more detail by means of examples described. The drawings show in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters, Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention Beatmungsanfeuchters,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Atem gastemperatur von der Heizungstemperatur des Verdamp fers für zwei unterschiedliche absolute Wasseranteile im Atemgas für einen konstanten Atemgas-Flow von 30 l/min, Fig. 2 is a graph showing the dependence of the respiratory gas temperature from the heating temperature of the evaporation fers for two different absolute proportions of water in the breathing gas for a constant respiratory gas flow of 30 l / min,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Atemgas temperatur, des absoluten Wasseranteils im Atemgas und der relativen Atemgasfeuchtigkeit für einen konstanten Atemgas-Flow von 30 l/min bei stufenweiser Verminderung der dem Verdampfer pro Zeiteinheit zugeführten Wasser menge, Fig. 3 is a graph showing temperature of the course of the respiratory gas, amount of absolute water content in the breathing gas and the relative respiratory gas humidity for a constant respiratory gas flow of 30 l / min with a stepwise reduction in the evaporator per unit time supplied water,

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Atemgas temperatur, des absoluten Wasseranteils im Atemgas und der relativen Atemgasfeuchtigkeit bei Unterbrechung des Atemgas-Flows von 30 l/min für 1 min und Fig. 4 is a graphical representation of the course of the breathing gas temperature, the absolute water content in the breathing gas and the relative breathing gas humidity when the breathing gas flow is interrupted by 30 l / min for 1 min and

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Atemgas temperatur, des absoluten Wasseranteils im Atemgas und der relativen Atemgasfeuchtigkeit beim Einschalten des Beatmungsanfeuchters. Fig. 5 is a graphical representation of the course of the breathing gas temperature, the absolute water content in the breathing gas and the relative breathing gas humidity when switching on the respiratory humidifier.

Zunächst wird eine thermodynamische Betrachtung durchgeführt, die an einem Beispiel die Grundlagen der Funktionsweise des Beatmungsanfeuchters veranschaulicht. Daraus wird ersichtlich, wie erfindungsgemäß die für die Befeuchtung des Atemgases not wendige Wassermenge pro Zeiteinheit entsprechend der pro Zeit einheit durchströmenden Atemgasmenge (Atemgas-Flow) richtig zudosiert wird, so daß jede gewünschte Atemgasfeuchtigkeit er reicht werden kann. Die gewünschte Atemgastemperatur kann un abhängig davon über die Heizungstemperatur des Verdampfers ein gestellt werden.First a thermodynamic analysis is carried out the example of the basics of how the Respiratory humidifier illustrated. This shows as according to the invention, the need for humidification of the breathing gas agile amount of water per unit of time corresponding to that per time unit flow of breathing gas (breathing gas flow) correctly is metered in so that any desired breathing gas humidity can be enough. The desired breathing gas temperature can un depending on the heating temperature of the evaporator be put.

Bei der thermodynamischen Betrachtung der Befeuchtung läßt sich errechnen, daß eine Temperatur des satten Naßdampfes bzw. über hitzten Dampfes von 120°C nicht ausreicht, um Atemgas einerseits von z. B. 25°C auf 37°C zu erwärmen und gleichzeitig auf ca. 100% zu befeuchten. Dafür ist die Temperatur viel zu niedrig. So kann bei vorbekannten Beatmungsanfeuchtern, die bei einer Verdampfer temperatur von 120°C arbeiten, eine unerwünschte Kondensation auftreten.When considering the humidification thermodynamically calculate that a temperature of the saturated wet steam or above heated steam of 120 ° C is not sufficient for breathing gas on the one hand from Z. B. heat 25 ° C to 37 ° C and at the same time to approx. 100% to moisturize. The temperature is much too low for that. So can with known respiratory humidifiers, with an evaporator temperature of 120 ° C, an undesirable condensation occur.

Will man eine Kondensation verhindern, muß man eine Dampftempe ratur von z. B. 250°C erzeugen. Mit der Enthalpie des Dampfes wird das Atemgas von z. B. 25°C auf 37°C erwärmt, ohne daß ein Teil des Dampfes kondensiert. Zwischen der zur Befeuchtung er forderlichen Wassermenge pro Zeiteinheit und der pro Zeiteinheit durchströmenden Atemgasmenge (Atemgas-Flow) besteht im allgemei nen eine einfache proportionale Beziehung. Zur weiteren Erläute rung dient das folgende Zahlenbeispiel. If you want to prevent condensation, you need a steam temperature rature of z. B. generate 250 ° C. With the enthalpy of the steam the breathing gas from z. B. 25 ° C to 37 ° C without a Part of the steam condenses. Between those for moistening it required amount of water per unit of time and per unit of time Breathing gas flow (breathing gas flow) generally exists a simple proportional relationship. For further explanation The following numerical example is used.

a) Calculation of the necessary amount of water

Die für die Befeuchtung des Atemgases notwendige Wassermenge pro Zeiteinheit (dx/dt) ergibt sich aus dem absoluten Wasseranteil (w) im Atemgas und dem Atemgas-Flow (dV/dt):
The amount of water per unit time (dx / dt) required for humidifying the breathing gas results from the absolute water content (w) in the breathing gas and the breathing gas flow (dV / dt):

dx/dt = dV/dt.wdx / dt = dV / dt.w

Wie man aus der Gleichung ersieht, ist dx/dt proportional zum Atemgas-Flow, also sehr einfach über eine Proportionalregelung einstellbar.As can be seen from the equation, dx / dt is proportional to Breathing gas flow, so very simply via a proportional control adjustable.

Bei 100% r.F. kann Luft (als übliches Atemgas) bei normalem Luftdruck 42,5 mg Wasser pro Liter Luft aufnehmen. 50% r.F. entsprechen dann der Hälfte dieser Wassermenge (21,25 mg/l).At 100% RH can air (as usual breathing gas) in normal Take up air pressure 42.5 mg water per liter air. 50% RH then correspond to half of this amount of water (21.25 mg / l).

Bei einem Atemgas-Flow von 10 l/min wird für eine Anfeuchtung auf 100% r.F. die folgende Wassermenge benötigt:
With a breathing gas flow of 10 l / min the following amount of water is required for humidification to 100% RH:

dx/dt = dV/dt.w = 10 l/min.42,5 mg Wasser/l = 425 mg/mindx / dt = dV / dt.w = 10 l / min. 42.5 mg water / l = 425 mg / min

Bei höheren oder niedrigeren Atemgastemperaturen erhöhen sich bzw. erniedrigen sich die absoluten Wasseranteile gemäß der Dampfdrucktafel für feuchte Luft. Das kann in dem Algorithmus für die Anfeuchtung entsprechend berücksichtigt werden.At higher or lower respiratory gas temperatures increase or decrease the absolute water content according to the Steam pressure board for humid air. That can be done in the algorithm for humidification are taken into account accordingly.

b) Required steam temperature

Zur Aufheizung des Atemgases (Luft) von 25°C auf 37° wird die folgende Wärmemenge benötigt:
The following amount of heat is required to heat the breathing gas (air) from 25 ° C to 37 °:

Enthalpie h_L = m_L.C_pL.Delta T_L h_L = 1 g.1,005 J/(g.K).12 K = 12,06 J (pro g Luft)Enthalpy h _L = m _L .C _pL .Delta T _L h _L = 1 g 1.005 J / (gK) .12 K = 12.06 J (per g air)

Notwendige Dampftemperatur zur Aufheizung der Luft:
Steam temperature required to heat the air:

h_L = h_D = m_D.C_pD.Delta T_D = 12,06 J (pro g Luft)h _L = h _D = m _D .C _pD .Delta T _D = 12.06 J (per g air)

Mit C_pD = 1,85 J/(g.K) und m_D = 42 mg Wasser auf 1 g Luft er gibt sich:
With C _pD = 1.85 J / (gK) and m _D = 42 mg water per 1 g air he gives:

Delta T_D = h_L/(m_D.c_pD) = 12,06.10³ J.g.K/(42g.1,85 J) = 0,15.10³ K = 150 K
Delta T _D = h _L / (m _D .c _pD ) = 12.06.10 ³ JgK / (42g.1.85 J) = 0.15.10 ³ K = 150 K

Notwendige Dampftemperatur T_D = Atemgastemperatur + 150 K.Required steam temperature T _D = breathing gas temperature + 150 K.

Mit Hilfe dieser thermodynamischen Gleichung läßt sich auch eine Fehlerrechnung aufstellen. Eine Änderung von 12,5 K in der Dampftemperatur ergibt eine Änderung der Lufttemperatur von 1 K. Das heißt, mit Hilfe der Dampftemperatur läßt sich die Atemgas temperatur linear regeln.With the help of this thermodynamic equation one can also Make an error calculation. A change of 12.5 K in the Steam temperature results in a change in air temperature of 1 K. That means, with the help of the steam temperature, the breathing gas Control temperature linearly.

Wird eine geringere Atemgasfeuchtigkeit als 100% r.F. gewünscht, muß die zur Aufheizung der Luft notwendige Enthalpie in einer höheren Dampftemperatur zugeführt werden. Zum Beispiel bei einer um 10% reduzierten Atemgasfeuchtigkeit muß die Dampftemperatur um ca. 15 K erhöht werden, um die gleiche Atemgastemperatur zu erreichen.If the breathing gas humidity is lower than 100% RH. wanted The enthalpy required to heat the air must be in one higher steam temperature can be supplied. For example with one the vapor temperature must be reduced by 10% be increased by approx. 15 K to the same breathing gas temperature to reach.

In Fig. 1 ist in schematischer Ansicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters gezeigt.In Fig. 1, an embodiment of the respiratory humidifier according to the invention is shown in a schematic view.

Ein handelsüblicher Wasserbeutel 1, z. B. ein Infusionsbeutel mit demineralisiertem Wasser, dient als Wasserreservoir und ist über einen Verbindungsschlauch 2, der z. B. als handelsübliches Infu sionsbesteck gestaltet sein kann, an den Beatmungsanfeuchter angeschlossen. Der Wasserbeutel kann außerhalb des in Fig. 1 nicht eingezeichneten Gehäuses des Beatmungsanfeuchters angeord net sein, aber auch innerhalb des Gehäuses in einem dafür vor gesehenen Fach.A commercially available water bag 1 , e.g. B. an infusion bag with demineralized water, serves as a water reservoir and is connected via a connecting tube 2 , the z. B. can be designed as a commercially available infusion cutlery connected to the respiratory humidifier. The water bag can be angeord net outside of the not shown in Fig. 1 housing of the respiratory humidifier, but also within the housing in a previously seen compartment.

Der Verbindungsschlauch 2 führt zu einem flexiblen Schlauch, der durch eine von einem Pumpenantrieb 10 angetriebene Schlauchpumpe (Peristaltikpumpe) 3 gelegt ist. Die Laufgeschwindigkeit des Pumpenantriebs 10 ist einstellbar (im Ausführungsbeispiel auch umkehrbar) und wird an die pro Zeiteinheit zu fördernde Wasser menge angepaßt. Der Verbindungsschlauch 2 kann einstückig mit dem durch die Schlauchpumpe 3 gelegten flexiblen Schlauch ausge bildet sein. Der flexible Schlauch mündet in die Einlaßöffnung E eines Verdampfers 4.The connecting hose 2 leads to a flexible hose which is laid by a hose pump (peristaltic pump) 3 driven by a pump drive 10 . The running speed of the pump drive 10 is adjustable (also reversible in the exemplary embodiment) and is adapted to the amount of water to be pumped per unit of time. The connecting hose 2 can be formed in one piece with the flexible hose placed by the hose pump 3 . The flexible hose opens into the inlet opening E of an evaporator 4 .

Der Verdampfer 4 hat im Ausführungsbeispiel ein zylinderförmiges Gehäuse, an dessen Außenseite eine elektrisch betriebene Heizung 7 angeordnet ist. Im Innenraum des Gehäuses des Verdampfers 4 befindet sich feinporiges Sintermaterial 6. In der Nähe der Aus laßöffnung A des Verdampfers 4 schließt sich an das Gehäuse des Verdampfers 4 eine rohrförmige thermische Isolierung 8 an, die als Verbindung zwischen dem Verdampfer 4 und einem Atemgaskanal 5 des Atemgassystems dient, mit dem der Beatmungsanfeuchter betrieben wird.In the exemplary embodiment, the evaporator 4 has a cylindrical housing, on the outside of which an electrically operated heater 7 is arranged. Fine-pored sintered material 6 is located in the interior of the housing of the evaporator 4 . In the vicinity of the outlet opening A of the evaporator 4 , a tubular thermal insulation 8 connects to the housing of the evaporator 4 , which serves as a connection between the evaporator 4 and a breathing gas channel 5 of the breathing gas system with which the respiratory humidifier is operated.

Das über die Einlaßöffnung E in den Verdampfer 4 gelangende Wasser wird im unteren Bereich des Verdampfers 4 verdampft und der nach oben steigende Dampf danach weiter erwärmt, so daß er eine Temperatur deutlich oberhalb von 100°C erreicht und demnach überhitzt (also nicht gesättigt) ist. Der obere Bereich des Verdampfers 4 wirkt also als Überhitzer. Das Sintermaterial ver hindert ein Auftreten des Leidenfrost-Effekts (siehe oben).The water entering the evaporator 4 via the inlet opening E is evaporated in the lower region of the evaporator 4 and the rising steam is then further heated so that it reaches a temperature well above 100 ° C. and is therefore overheated (i.e. not saturated) . The upper area of the evaporator 4 thus acts as a superheater. The sintered material prevents the Leidenfrost effect from occurring (see above).

Vorzugsweise ist das in Fig. 1 dargestellte Stück des Atemgas kanals 5 ein Teil des Beatmungsanfeuchters, wobei weitere Kom ponenten des Atemgassystems, die nicht Gegenstand dieser Anmel dung sind, an dieses Stück angekuppelt werden, um den Beatmungs anfeuchter an das Atemgassystem anzuschließen. Er ist aber auch denkbar, daß der Beatmungsanfeuchter an der thermischen Isolie rung 8 endet und an einer darauf abgestimmten Anschlußstelle mit dem Atemgassystem verbunden wird. Preferably, the piece of breathing gas channel 5 shown in FIG. 1 is part of the respiratory humidifier, with further components of the breathing gas system that are not the subject of this application being coupled to this piece in order to connect the breathing humidifier to the breathing gas system. However, it is also conceivable that the respiratory humidifier ends at the thermal insulation 8 and is connected at a matching connection point to the breathing gas system.

Wie man aus der obigen thermodynamischen Betrachtung sieht, ist eine unabhängige Regelung von Atemgasfeuchtigkeit und Atemgas temperatur mit dieser Anordnung erreichbar über die Dosierung der Wassermenge und über die Temperatur des Dampfes. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist diese Abhängigkeit durch Laborversuche bestätigt.As can be seen from the above thermodynamic consideration, an independent regulation of breathing gas humidity and breathing gas temperature can be achieved with this arrangement via the metering of the amount of water and the temperature of the steam. As shown in Fig. 2, this dependency is confirmed by laboratory tests.

Entsprechend der Größe des Atemgas-Flows wird die pro Zeitein heit erforderliche Wassermenge proportional über eine Pumpe (Schlauchpumpe 3) zudosiert. Die relative Atemgasfeuchtigkeit ergibt sich allein aus der oben angegebenen Beziehung. Eine Feuchtemessung ist also nicht zwingend erforderlich. Zur Anzeige der realen Feuchte und zur Korrektur der Regelung kann jedoch ein Feuchtesensor 9 vorgesehen sein, der vorzugsweise auf der Abgangsseite des Atemgaskanals 5 angeordnet ist (siehe Fig. 1).Depending on the size of the breathing gas flow, the amount of water required per unit of time is metered proportionally via a pump (peristaltic pump 3 ). The relative breathing gas humidity results solely from the relationship given above. Moisture measurement is therefore not absolutely necessary. To display the real humidity and to correct the regulation, however, a humidity sensor 9 can be provided, which is preferably arranged on the outlet side of the breathing gas channel 5 (see FIG. 1).

Bei Beatmungsgeräten, die über ein Gebläse aus der Umgebungsluft die Atemluft zur Verfügung stellen und nicht mit einem trockenen Druckgas arbeiten, muß die in der Umgebungsluft vorhandene Feuchte berücksichtigt werden. Bei einer derartigen Anordnung bietet sich eine Feuchtemessung auf der Umgebungsseite vor dem Gebläse an bzw. im Atemgaskanal 5, um die pro Zeiteinheit zuge führte Wassermenge korrigieren zu können.In the case of ventilators that supply the breathing air from the ambient air via a blower and do not work with a dry compressed gas, the moisture present in the ambient air must be taken into account. In such an arrangement, a moisture measurement on the surrounding side in front of the blower or in the breathing gas channel 5 is appropriate in order to be able to correct the amount of water supplied per unit of time.

Es ist auch denkbar, die Wasserzufuhr direkt mit einem Feuchte fühler auf der Atemgasseite (z. B. dem Feuchtesensor 9) zu über wachen und über eine proportionale Regelung zu führen. Dann ist der Beatmungsanfeuchter nicht darauf angewiesen, den Atemgas- Flow des Beatmungsgerätes bzw. die Feuchte der Umgebung (bei einem mit Gebläse angetriebenen Beatmungsgerät) zu kennen. Das Feuchtesignal wird ausgewertet und die pro Zeiteinheit zuzufüh rende Wassermenge so lange erhöht, bis die gewünschte relative Atemgasfeuchtigkeit bei der gewünschten Atemgastemperatur er reicht wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann aus der ge wünschten Atemgastemperatur auf die notwendige Temperatur bzw. Leistung der Heizung 7 geschlossen werden, entweder über die oben angegebenen Algorithmen oder auch durch ein entsprechendes Kennlinienfeld.It is also conceivable to monitor the water supply directly with a humidity sensor on the breathing gas side (e.g. the humidity sensor 9 ) and to use proportional control. Then the ventilator is not dependent on knowing the respiratory gas flow of the ventilator or the humidity in the environment (in the case of a ventilator driven by a blower). The moisture signal is evaluated and the amount of water to be supplied per unit of time is increased until the desired relative breathing gas humidity is reached at the desired breathing gas temperature. As can be seen from Fig. 2, the required temperature or power of the heater 7 can be concluded from the desired breathing gas temperature, either via the algorithms specified above or by a corresponding characteristic field.

Vorzugsweise wird die Atemgastemperatur am Ende des Beatmungs anfeuchters gemessen (z. B. mit Hilfe eines Temperatursensors 91, der als Baueinheit mit dem Feuchtesensor 9 ausgeführt ist), wobei die Heizleistung des Verdampfers 4 über einen Regler ge führt wird. Bei Absinken der Atemgastemperatur wird die Heiz leistung erhöht und damit die Dampftemperatur so lange erhöht, bis die gewünschte Atemgastemperatur wieder erreicht wird.The respiratory gas temperature is preferably measured at the end of the respiratory humidifier (for example with the aid of a temperature sensor 91 , which is designed as a structural unit with the humidity sensor 9 ), the heating power of the evaporator 4 being conducted via a controller. If the breathing gas temperature drops, the heating output is increased and the steam temperature is increased until the desired breathing gas temperature is reached again.

In Fig. 1 ist schematisch eine Steuer- und Regeleinrichtung 11 eingezeichnet, die die Laufgeschwindigkeit der Schlauchpumpe 3 und die Leistung der Heizung 7 in Antwort auf Signale für die Istwerte der Atemgastemperatur und der relativen Atemgasfeuch tigkeit von dem kombinierten Temperatursensor 91 und Feuchtesen sor 9 regelt. Die Sollwerte können der Steuer- und Regeleinrich tung 11 vorgegeben werden. Die Steuer- und Regeleinrichtung 11 steuert optional auch den Rückwärtslauf oder Schnellauf der Schlauchpumpe 3 beim Unterbrechen oder Anfahren des Atemgas- Flows, wie oben erläutert.In Fig. 1, a control and regulating device 11 is shown schematically, which regulates the running speed of the peristaltic pump 3 and the power of the heater 7 in response to signals for the actual values of the breathing gas temperature and the relative breathing gas humidity from the combined temperature sensor 91 and humidity sensor 9 . The setpoints can be given to the control and regulating device 11 . The control and regulating device 11 optionally also controls the reverse or rapid run of the peristaltic pump 3 when the breathing gas flow is interrupted or started, as explained above.

Im realen Einsatz des Beatmungsanfeuchters muß mit toleranzbe hafteten Werten gerechnet werden, insbesondere mit einer nur ungenau bekannten oder schwankenden Förderleistung der Dosier einrichtung oder mit Abweichungen beim Atemgas-Flow. So können also zum Beispiel die dem Verdampfer pro Zeiteinheit zugeführte Wassermenge oder die Vorgabe oder Messung für den Atemgas-Flow um eine jeweilige Toleranzbreite falsch sein, aber auch die Heizungstemperatur. Im Idealfalle können die Atemgastemperatur und die relative Atemgasfeuchtigkeit genau eingeregelt werden, wenn ein präziser Temperatursensor und ein präziser Feuchtesen sor im Bereich des erwärmten und befeuchteten Atemgases zur Ver fügung stehen. In real use of the respiratory humidifier must be toleranzbe liable values, especially with only one imprecise known or fluctuating delivery rate of the dosing facility or with deviations in breathing gas flow. So can for example, that supplied to the evaporator per unit of time Amount of water or the specification or measurement for the breathing gas flow be wrong by a respective tolerance range, but also that Heating temperature. Ideally, the breathing gas temperature and the relative breathing gas humidity are precisely regulated, if a precise temperature sensor and a precise moisture reading sensor in the area of the heated and humidified breathing gas stand by.

Insbesondere Feuchtesensoren sind jedoch teuer und oft ungenau. Ferner macht Kondensation von Wasser am Feuchtesensor eine aus sagekräftige Messung der relativen Atemgasfeuchtigkeit unmög lich. Im folgenden werden daher Möglichkeiten beschrieben, wie der Beatmungsanfeuchter auch ohne Feuchtesensor zuverlässig be trieben und trotzdem eine konstante Feuchte eingehalten werden kann.However, moisture sensors in particular are expensive and often inaccurate. Furthermore, condensation of water at the moisture sensor is one of the factors meaningful measurement of the relative respiratory gas humidity impossible Lich. Therefore, options are described below, such as the humidifier can be used reliably even without a humidity sensor driven and still maintain a constant humidity can.

Betrachtet man das System unter dem Gesichtspunkt der oben er wähnten Toleranzen, ergeben sich im wesentlichen zwei Möglich keiten zur Kompensation.
If you consider the system from the point of view of the tolerances mentioned above, there are essentially two possibilities for compensation.

(1) The breathing gas temperature at the outlet of the respiratory humidifier should be kept at a setpoint. If errors occur in the determination of the breathing gas flow and / or in the water dosage, the breathing gas temperature will change. The respiratory gas temperature can be adjusted by a corresponding increase or decrease in the heating temperature, ie the steam temperature.
The breathing gas temperature can thus be regulated via the level of the heating temperature. Since the true sizes of respiratory gas flow and water metering are subject to tolerances (measuring or dosing errors), the relative respiratory gas humidity can deviate from the desired setting. Example: If the respiratory gas flow is + 10% higher and the amount of water supplied to the evaporator per unit of time is -10% less, the relative respiratory gas humidity deviates by approx. -15% from the setpoint.
(2) Another option is to use the evaporator per time quantity of water supplied according to the deviation of the To change the breathing gas temperature from the setpoint. This sets assuming that the heating temperature has only a slight error and the water vapor emerging from the evaporator the heating temperature (both conditions that in practice in the Rule are met). Deviations in the breathing gas temperature are in in this case due to incorrect metering of the evaporator per time Unit fed water quantity can be attributed to Rules are used.

Dazu wird zunächst die Heizungs- oder Wasserdampftemperatur rechnerisch anhand der thermodynamischen Formeln bestimmt, wie oben ausgeführt, und die dem Verdampfer pro Zeiteinheit zuzufüh rende Wassermenge wird entsprechend dem vorgegebenen Atemgas- Flow bestimmt. Bei Abweichungen der Atemgastemperatur vom Soll wert läßt sich die erforderliche Veränderung der Wasserdosierung aus einer Betrachtung der Enthalpieänderungen berechnen, indem die Beziehungen
For this purpose, the heating or steam temperature is first determined mathematically on the basis of the thermodynamic formulas, as stated above, and the amount of water to be supplied to the evaporator per unit of time is determined in accordance with the predetermined breathing gas flow. If the respiratory gas temperature deviates from the target value, the required change in the water dosage can be calculated from a consideration of the enthalpy changes by the relationships

m_L.C_pL.Delta T_L = h_L = h_D = m_D.C_pD.Delta T_D
m _L .C _pL .Delta T _L = h _L = h _D = m _D .C _pD .Delta T _D

für die Istwerte und für die Sollwerte aufgestellt und durchein ander dividiert werden. Es ergibt sich:
for the actual values and for the target values and be divided by each other. The result is:

wobei
T_Ls = Solltemperatur Atemgas
T_Li = Isttemperatur Atemgas
T₀ = Isttemperatur vor dem Beatmungsanfeuchter
T_D = Wasserdampftemperatur (Heißdampf).in which
T _Ls = target temperature of breathing gas
T _Li = actual temperature of breathing gas
T ₀ = actual temperature before the respiratory humidifier
T _D = steam temperature (superheated steam).

Die Atemgastemperatur läßt sich demnach über eine Veränderung der Wasserdosierung, also der dem Verdampfer pro Zeiteinheit zugeführten Wassermenge, einstellen. Eine Regelung im klassi schen Sinne ist nicht erforderlich. Jede Abweichung der Atem gastemperatur von dem Sollwert ergibt eine neue Bestimmung (Ein stellung) einer veränderten Wasserdosierung.The breathing gas temperature can therefore be changed the water metering, i.e. that of the evaporator per unit of time amount of water supplied. A regulation in the classic sense is not necessary. Every breath deviation gas temperature from the setpoint results in a new determination (on position) of a changed water dosage.

Dabei bleibt die relative Atemgasfeuchtigkeit auch bei fehlerbe hafteten Werten für den Atemgas-Flow und die Wasserdosierung konstant. Beispiel: Bei einer Abweichung des Atemgas-Flow um +10% und der pro Zeiteinheit dem Verdampfer zugeführten Wasser menge um -10% wird die Wasserdosierung entsprechend der oben angegebenen Gleichung kompensiert. Sowohl die Atemgastemperatur als auch die relative Atemgasfeuchtigkeit erreichen ihre Soll werte.The relative respiratory gas humidity remains correct even with errors adhered to values for respiratory gas flow and water dosage constant. Example: If the respiratory gas flow deviates by + 10% and the water supplied to the evaporator per unit of time amount of -10% will be the water dosage according to the above specified equation compensated. Both the breathing gas temperature as well as the relative breathing gas humidity reach their target values.

Mit Hilfe dieser Vorausberechnung der Wasserdampftemperatur und der Wasserdosierung und entsprechender Kompensation aufgrund der erreichten Atemgastemperatur läßt sich eine sehr zuverlässige und genaue Anfeuchtung des Atemgases durchführen. Es ergeben sich die folgenden Vorteile:
With the help of this pre-calculation of the water vapor temperature and the water dosage and corresponding compensation based on the reached breathing gas temperature, a very reliable and precise humidification of the breathing gas can be carried out. The advantages are as follows:

- The relative breathing gas humidity can be exactly determined and can be specified to the user without the breathing gas being damp activity itself must be measured.
- Condensation of water vapor in the breathing tubes can be reliably prevented in this way.
- The tolerances that arise in real application are calculated using the enthalpy calculation Ratios target / actual fully compensated.

Für die genaue Vorausbestimmung der Atemgastemperatur und der relativen Atemgasfeuchtigkeit muß die Temperatur vor dem Beat mungsanfeuchter (T₀) gemessen werden. Dies kann mit einem ein fachen Temperatursensor (z. B. Pt 100, NTC) preiswert und zuver lässig erfolgen.For the exact predetermination of the breathing gas temperature and the relative breathing gas humidity, the temperature before the ventilation humidifier (T ₀ ) must be measured. This can be done inexpensively and reliably with a simple temperature sensor (e.g. Pt 100, NTC).

Die Fig. 2 bis 5 zeigen an einem Prototypen des Beatmungs anfeuchters gewonnene Meßergebnisse. Alle Meßwerte sind direkt hinter dem Beatmungsanfeuchter gemessen worden, und zwar ohne Verwendung eines Schlauchsystems. Damit sind die Charakteristi ken des Beatmungsanfeuchters besser analysierbar. Im praktischen Einsatzfall mit Schlauchsystem sind im allgemeinen trägere Ver haltensweisen erkennbar. Figs. 2 to 5 show on a prototype of the ventilator humidifier obtained measurement results. All measured values have been measured directly behind the respiratory humidifier, and without using a hose system. This makes it easier to analyze the characteristics of the respiratory humidifier. In practical use with a hose system, generally sluggish behavior can be seen.

Fig. 3 zeigt den Verlauf von Atemgastemperatur T_A (°C), Wasser anteil w (g/m³) und relativer Atemgasfeuchte (% r.F.) bei unter schiedlicher Wasserdosierung für einen konstanten Atemgas-Flow von 30 l/min. Es zeigt sich, daß bei stufenweiser Verminderung der Wasserdosierung von 70 ml/h um jeweils 10 ml/h bis auf 0 ml/h Wasser (Wa) die relative Atemgasfeuchtigkeit und der Was seranteil schrittweise geringer werden. Die Atemgastemperatur T_A geht auch etwas zurück, wie es sich aus der thermodynamischen Berechnung ergibt. Die Heizungstemperatur wurde in diesem Aufbau konstant bei 250°C gehalten. Falls die Atemgastemperatur kon stant geregelt werden soll, hätte die Heizungstemperatur schrittweise erhöht werden müssen. Fig. 3 shows the course of breathing gas temperature T _A (° C), water content w (g / m ³ ) and relative breathing gas humidity (% RH) with different water dosage for a constant breathing gas flow of 30 l / min. It turns out that with a gradual reduction in the water dosage from 70 ml / h by 10 ml / h to 0 ml / h water (Wa), the relative respiratory gas humidity and the water content gradually decrease. The breathing gas temperature T _A also decreases somewhat, as can be seen from the thermodynamic calculation. The heating temperature was kept constant at 250 ° C in this setup. If the breathing gas temperature was to be regulated constantly, the heating temperature would have to be increased gradually.

Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf bei Unterbrechung des Atem gas-Flows von 30 l/min für ca. 45 Sekunden. Nach Wiedereinschal ten des Atemgas-Flows steigen für ca. 30 sec die relative Atem gasfeuchtigkeit und der Wasseranteil an. Auf die Atemgastempera tur T_A hat dies nur einen geringen Einfluß. Fig. 4 shows the time course with interruption of the breathing gas flow of 30 l / min for about 45 seconds. After switching on the respiratory gas flow again, the relative respiratory gas humidity and the water content increase for approx. 30 sec. This has only a minor influence on the breathing gas temperature T _A.

Fig. 5 zeigt den zeitlichen Verlauf beim Einschalten des Beat mungsanfeuchters auf einen Atemgas-Flow von 30 l/min und bei vorgeheiztem Verdampfer. Der Beatmungsanfeuchter ist sehr schnell gegenüber bekannten Systemen, die durchschnittlich 10 bis 30 Minuten benötigen, bis sie die gewünschte Atemgastempera tur T_A erreichen. Der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter benö tigt nur 3 Minuten, bis er seine höchste Leistung erreicht. Fig. 5 shows the time course when switching on the ventilation humidifier to a breathing gas flow of 30 l / min and with a preheated evaporator. The respiratory humidifier is very fast compared to known systems, which take an average of 10 to 30 minutes to reach the desired breathing gas temperature T _A. The respiratory humidifier according to the invention only takes 3 minutes until it reaches its highest performance.

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Atemgastemperatur T_A von der Heizungstemperatur T_D für zwei unterschiedliche Wasseranteile bei einem Atemgas-Flow von 30 l/min. Daraus ist zu entnehmen, daß sich der Beatmungsanfeuchter verhält, wie von der Theorie der Thermodynamik her erwartet. Beide Parameter, die Atemgastempera tur und die relative Atemgasfeuchtigkeit, können unabhängig voneinander eingestellt und dem Atemgassystem zur Verfügung gestellt werden. Die Kurve - A - gibt dabei die Grenze zwischen dem Kondensationsbereich (links) und dem Dampfbereich (rechts) an. Fig. 2 shows the dependence of the respiratory gas temperature T _A from the heating temperature T _D, for two different water fractions at a respiratory gas flow of 30 l / min. It can be seen from this that the respiratory humidifier behaves as expected from the theory of thermodynamics. Both parameters, the breathing gas temperature and the relative breathing gas humidity, can be set independently of one another and made available to the breathing gas system. The curve - A - indicates the boundary between the condensation area (left) and the steam area (right).

Der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter ist also, zusammenge faßt gesagt, sehr einfach im Aufbau und kann kostengünstig her gestellt werden.The respiratory humidifier according to the invention is thus, together summed up, very simple in construction and can be inexpensive be put.

Der Beatmungsanfeuchter läßt sich praktisch ohne Verschleißteile ausgeführen, die regelmäßig ausgetauscht bzw. gereinigt und sterilisiert werden müssen, wie bei den bisher bekannten Syste men. Die Betriebskosten sind deshalb gering.The respiratory humidifier can be used practically without wearing parts run, regularly replaced or cleaned and must be sterilized, as with the previously known systems men. The operating costs are therefore low.

Der Beatmungsanfeuchter kann eine geschlossene sterile Wasser versorgung anwenden, was eine Verkeimung verhindert. Der Beat mungsanfeuchter selbst arbeitet mit Temperaturen, die über der bekannten Sterilisationstemperatur von 134°C liegen. Selbst bei längerem Stillstand des Anfeuchters kann ein Keimbefall nur in dem Verdampfer/Überhitzer erfolgen, der sich aber unmittelbar beim Einschalten selbst sterilisiert. Auch bei Verwendung von verkeimtem Wasser würde sich der Beatmungsanfeuchter selbst sterilisieren, so daß der Patient immer hygienisch geschützt ist.The respirator can be closed sterile water use supply, which prevents contamination. The beat The humidifier itself works with temperatures above the known sterilization temperature of 134 ° C. Even at A prolonged standstill of the humidifier can only result in a germ infestation the evaporator / superheater, but it is immediate sterilized itself when switched on. Even when using contaminated water would become the respirator itself sterilize so that the patient is always hygienically protected is.

Die Atemgastemperatur und und die relative Atemgasfeuchtigkeit lassen sich unabhängig regeln. Die Atemgastemperatur wird über die Heizleistung des Verdampfers geregelt, die relative Atem gasfeuchtigkeit über die Dosierung der pro Zeiteinheit in den Verdampfer geleiteten Wassermenge.The breathing gas temperature and and the relative breathing gas humidity can be regulated independently. The breathing gas temperature is about the heating power of the evaporator is regulated, the relative breath gas humidity via the dosage of per unit of time in the Evaporator directed amount of water.

Überhitzungserscheinungen ("Hot-shot's") bei Stillstand des Atemgas-Flows und lange Aufwärmzeiten können durch eine besonde re Dynamik der Wasserdosierung eliminiert werden, indem z. B. die Dosierpumpe bei Stillstand des Atemgas-Flows Wasser zurückför dert.Symptoms of overheating ("hot-shot's") when the Breathing gas flows and long warm-up times can be caused by a particular re dynamics of water metering can be eliminated by z. B. the Return the dosing pump to water when the breathing gas flow stops different.

Claims

1. respiratory humidifier,

- With a metering device ( 3 , 10 ) and
- With an electrically heated evaporator ( 4 ), which is connected on its input side (E) with the metering device ( 3 , 10 ) and on its output side (A) with a breathing gas channel ( 5 ) through which breathing gas can flow or is connected is connectable
- The metering device ( 3 , 10 ) is set up to supply the evaporator ( 4 ) with the humidification of the breathing gas to a predetermined rela tive respiratory gas humidity at a given respiratory gas temperature per unit of time depending on the amount of respiratory gas flowing through per unit of time, and
- The evaporator ( 4 ) is set up to provide water vapor at a temperature above 134 ° C, which, when mixed with the breathing gas to be humidified, heats the breathing gas to the predetermined breathing gas temperature.

2. Respiratory humidifier according to claim 1, characterized in that the evaporator ( 4 ) has an interior except for an inlet opening on its input side (E) and an outlet opening on its output side (A) which is partially or completely made of a porous material ( 6 ) is filled.

3. Respiratory humidifier according to claim 2, characterized in that the porous material has a sintered material ( 6 ) or copper wool.

4. Respiratory humidifier according to one of claims 1 to 3, characterized in that thermal insulation ( 8 ) is provided between the outlet side of the evaporator ( 4 ) and the breathing gas channel ( 5 ).

5. Respiratory humidifier according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metering device ( 3 , 10 ) has a metering pump ( 3 , 10 ).

6. Respiratory humidifier according to claim 5, characterized in that the metering pump ( 3 , 10 ) is set up to run backwards when the flow of the breathing gas is interrupted to promote a predetermined amount of water from the evaporator ( 4 ).

7. breathing humidifier according to claim 5 or 6, characterized in that the metering pump ( 3 , 10 ) is set up to run faster at the start of the flow of breathing gas to promote a predetermined additional amount of water in the evaporator ( 4 ).

8. Respiratory humidifier according to one of claims 5 to 7, characterized in that the metering pump has a peristaltic pump ( 3 , 10 ), the running speed of which is adjustable and which is operatively connected to a flexible hose which has one end with a water reservoir ( 1 ) is connected or connectable and is connected at its other end to the input side (E) of the evaporator ( 4 ).

9. respiratory humidifier according to one of claims 1 to 8, characterized by a control and regulating device ( 11 ) which is set up to the metering device ( 3 , 10 ) and the heater ( 7 ) of the evaporator ( 4 ) in response to instructions for the target values of the breathing gas temperature and / or the relative breathing gas humidity and to control signals for the actual values of the breathing gas temperature and / or the relative breathing gas humidity.

10. Respirator after. Claim 9, characterized by a temperature sensor ( 91 ) connected to the control and regulating device ( 11 ) for detecting the actual value of the breathing gas temperature.

11. Respiratory humidifier according to claim 9 or 10, characterized by a with the control and regulating device ( 11 ) connected moisture sensor ( 9 ) for detecting the actual value of the relative breathing gas humidity.

12. Respiratory humidifier according to one of claims 9 to 11, characterized in that the control and regulating device ( 11 ) is set up in the event of a deviation of the measured actual value T _Li of the breathing gas temperature from the known target value T _Ls per unit of time the evaporator ( 4 ) supplied water amount m _D according to the relationship
readjust, the values T ₀ for the actual temperature upstream of the ventilation humidifier and T _D for the water vapor temperature of the control and regulating device ( 1 ) being known.